【手続補正書】
【提出日】平成18年6月8日(2006.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  入射光に対して透明な無機誘電体基板と、
前記基板の一方の面に形成され、同じ幅、同じ高さをもち、入射光の波長よりも短いピッチで等間隔に配列された多数の帯状素子で構成される帯状素子アレイと、
前記帯状素子アレイ上を含む前記無機誘電体基板の前記面上に形成され、入射光に対して透明で、平坦な表面をもつ保護層と、
前記無機誘電体基板の前記保護層とは反対側の面に形成されたマイクロレンズアレイと、
を備えたことを特徴とする偏光光学素子。
【請求項２】  前記無機誘電体基板の平坦な表面と前記帯状素子の間に、前記無機誘電体基板及び前記帯状素子との密着性を有するアンダーコート層を備えている請求項１に記載の偏光光学素子。
【請求項３】  前記アンダーコート層は前記無機誘電体基板の前記平坦な表面上全面に形成され、かつ反射防止機能を有する請求項２に記載の偏光光学素子。
【請求項４】  前記無機誘電体基板の前記保護層表面に反射防止膜が形成されている請求項１から３のいずれかに記載の偏光光学素子。
【請求項５】  前記保護層表面と、前記無機誘電体基板の前記保護層とは反対側の面に反射防止膜が形成されている請求項１から３のいずれかに記載の偏光光学素子。
【請求項６】  前記アンダーコート層上の前記帯状素子アレイが形成されている領域以外の領域に前記帯状素子アレイにつながる導電層が形成されている請求項１から５のいずれかに記載の偏光光学素子。
【請求項７】  以下の工程（Ａ）から（Ｈ）をその順に備えて偏光光学素子を製造する製造方法。
（Ａ）平坦な表面に、同じ幅、同じ深さをもち、入射光の波長よりも短いピッチで等間隔に配列された多数の凹状のアレイからなる微細形状をもつ金型を製作する工程、
（Ｂ）製品基板表面に金属層を形成する工程、
（Ｃ）前記金型表面に硬化可能な樹脂を介して前記製品基板の前記金属層を押し当て、金型表面形状を前記金属層上の前記樹脂に転写する工程、
（Ｄ）前記樹脂を硬化させる工程、
（Ｅ）前記樹脂を前記金属層に接合させた状態でその樹脂を前記金型から剥離させる工程、
（Ｆ）前記樹脂に転写された形状をドライエッチング法によって前記金属層に転写して帯状素子アレイを形成する工程、
（Ｇ）前記帯状素子アレイ上を含む前記製品基板上に保護層を形成する工程、
（Ｈ）前記保護層表面を平坦化する工程。
【請求項８】  前記工程（Ｂ）で前記製品基板表面に前記製品基板及び前記金属層との密着性を有するアンダーコート層を形成し、さらにその上に前記金属層を形成する請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】  前記アンダーコート層として反射防止機能も有するものを形成する請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】  前記工程（Ｈ）の後、前記保護層表面に反射防止膜を形成する工程を含む請求項７から９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１１】  前記工程（Ｈ）の後、前記保護層表面及び前記保護層とは反対側の前記製品基板表面に反射防止膜を形成する工程を含む請求項７から９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１２】  前記工程（Ｂ）で前記金型表面に前記樹脂を介して製品基板を押し当てる前に、前記金型表面に離型処理を施す請求項７から１１のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１３】  前記樹脂は紫外線硬化型樹脂である請求項７から１２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１４】  金型表面の前記微細形状は、以下の工程（Ｉ）から（Ｋ）をその順に備えて形成する請求項７から１３のいずれかに記載の製造方法。
（Ｉ）前記微細形状を形成しようとする金型母材料表面上に感光性材料を塗布する工程、
（Ｊ）電子線により前記感光性材料に所望の形状を描画し、次いで現像して前記感光性材料に所望形状を形成する工程、
（Ｋ）前記感光性材料の形状をドライエッチング法によって前記金型母材料に転写する工程。
【請求項１５】  前記金型母材料はドライエッチング可能な材料であり、シリコン材料、半導体材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、プラスチック材料及び硬質ゴム材料からなる群から選ばれた１種である請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】  前記保護層の材料として二酸化珪素を用い、前記保護層をＣＶＤ法又はスパッタリング法で成膜する請求項７から１５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１７】  前記保護層の材料として二酸化珪素と酸化ニオブを混合したものを用い、前記保護層をＣＶＤ法又はスパッタリング法で成膜する請求項７から１５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１８】  前記保護層の成膜は以下の工程（Ｌ）から（Ｎ）をその順に備えて形成する請求項１６又は１７に記載の製造方法。
（Ｌ）前記帯状素子アレイが形成されている前記製品基板表面に密着性向上のための水素又は酸素処理を施す工程、
（Ｍ）前記帯状素子アレイ間の領域を完全に穴埋めするまで保護層を成膜する工程、
（Ｎ）前記帯状素子アレイ間の領域を完全に穴埋めした後、さらに前記帯状素子アレイ高さ以上に前記保護層を成膜する工程。
【請求項１９】  前記工程（Ｈ）で前記保護層の表面を研磨工法又はＣＭＰ工法で平坦化する７から１８のいずれかに記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の偏光光学素子は、入射光に対して透明で、平坦な表面をもつ無機誘電体基板の平坦な表面に、同じ幅、同じ高さをもち、入射光の波長よりも短いピッチで等間隔に配列された多数の帯状素子で構成される帯状素子アレイを備え、上記帯状素子アレイ上を含む上記無機誘電体基板の上記平坦な表面上に、入射光に対して透明で、平坦な表面をもつ保護層を備えているものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の偏光光学素子では、帯状素子は保護層により覆われているので、耐熱性がよく、さらに帯状素子が基板から剥れることがないので耐久性にも優れている。また、保護層表面は平坦で凹凸がないため、手で触れて汚れがついても容易に除去することができ、手扱いが容易になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この偏光光学素子を製造する本発明の製造方法は、以下の工程（Ａ）から（Ｆ）をその順に備えている。
（Ａ）平坦な表面に、同じ幅、同じ深さをもち、入射光の波長よりも短いピッチで等間隔に配列された多数の凹状のアレイからなる微細形状をもつ金型を製作する工程、
（Ｂ）製品基板表面に帯状素子形成用の層を形成する工程、
（Ｃ）上記金型表面に硬化可能な樹脂を介して上記製品基板の上記層を押し当て、金型表面形状を上記層上の上記樹脂に転写する工程、
（Ｄ）上記樹脂を硬化させる工程、
（Ｅ）上記樹脂を上記層に接合させた状態でその樹脂を上記金型から剥離させる工程、
（Ｆ）上記樹脂に転写された形状をドライエッチング法によって上記層に転写して帯状素子アレイを形成する工程、
（Ｇ）上記帯状素子アレイ上を含む上記製品基板上に保護層を形成する工程、
（Ｈ）上記保護層表面を平坦化する工程。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この製造方法の内容を大きく分けると次の４段階で構成されている。（１）製品基板上に帯状素子形成用の層を形成すること、（２）Ｌ／Ｓの超微細・三次元構造を製品基板上に形成すること、（３）この三次元構造の溝部分（三次元構造を構成する素子間の領域）を保護層で埋めること、及び、（４）この保護層表面を平坦化することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明では、金型を用いてＬ／Ｓの超微細・三次元構造を樹脂に転写し、その転写された樹脂形状を製品基板上に形成された帯状素子形成用の層に転写する方法をとる。金型を製作する工程では高価な描画装置を用いる必要があり、しかも描画に長時間を要するが、一度、高精度の金型を製作すれば、この金型を用いて製品を製造するので、量産製品毎に直接描画する必要がなく、生産の工程が簡素化され、偏光光学素子を再現性よく安価に製造することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の偏光光学素子において、上記無機誘電体基板の平坦な表面と上記帯状素子の間に、上記無機誘電体基板及び上記帯状素子との密着性を有するアンダーコート層を備えていることが好ましい。
本発明の製造方法において、上記工程（Ｂ）で上記製品基板表面に上記製品基板と上記帯状素子形成用の層との間の密着性を有するアンダーコート層を形成し、その上に上記帯状素子形成用の層を形成することが好ましい。
これにより、基板と帯状素子との密着性を向上させることができ、耐熱性及び耐久性をさらに向上させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の偏光光学素子において、上記アンダーコート層上の上記帯状素子アレイが形成されている領域以外の領域に上記帯状素子アレイにつながる他の層が形成されているようにしてもよい。この場合、帯状素子アレイ部分の偏光光学素子表面が受けた光が熱エネルギーに変換する場合、その熱を放出しやすくなる。その層に放熱板を接触させれば、放熱効果がさらに高まる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上記離型処理において、さらに上記層上に、微細な構造のフッ素樹脂を含む層によって表面処理を施すことが好ましい。
離型処理の施された金型表面に樹脂を介して製品基板を押し当てる際、樹脂と製品基板の帯状素子形成用の層表面との間に両者の密着性を向上させるためのプライマー表面処理を施しておくか、又は帯状素子形成用の層表面に対して水素もしくは酸素プラズマ処理を施しておくことが好ましい。これにより、剥離工程で金型側から選択的に剥離が行なわれ、樹脂のクワレ（剥離の際に樹脂の一部が金型に残ること）が急激に減少する。その結果、次工程での形状転写性が向上する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
金型表面の微細形状を形成する好ましい１つの方法は、以下の工程（Ｉ）から（Ｋ）をその順に備えた方法である。
（Ｉ）上記微細形状を形成しようとする金型母材料表面上に感光性材料（レジスト）を塗布する工程。
（Ｊ）電子線（ＥＢ）により感光性材料に所望の形状を描画し、次いで現像して感光性材料に所望形状を形成する工程。
（Ｋ）その感光性材料の形状をドライエッチング法によって金型母材料に転写する工程。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
製品基板上に成膜する帯状素子形成用の層の材料は、高反射率性能を発揮するＡｌ（アルミ二ウム）材料が好ましい。そのＡｌ層表面上に樹脂の形状を転写する工法で微細形状を形成する。
樹脂に転写された形状をドライエッチング法によって製品基板に転写する際、製品基板に所望の形状を形成するためにそのドライエッチングにおける樹脂と製品基板とのエッチングの選択比を段階的又は連続的に変化させることが好ましい。この選択比の調整により深さ方向の形状の補正が可能となり、所望の深い形状に転写できるようになる。また、（超微細転写のための）エッチング工程を途中で中断し樹脂層を基板表面に僅かに残し、その後樹脂層除去する工程によって、基板表面の平坦性を確保できる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
製品基板に形成された三次元超微細構造の溝部分を保護層としての二酸化珪素（ＳｉＯ2）膜で埋める製作方法としては、真空蒸着法、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法又はスパッタリング法がある。また、半導体集積回路製造分野において、０.１μｍ（＝１００ｎｍ）のスルーホール穴埋め技術としてＷ（タングステン）、Ｃｕ（カッパー）材料が提案されている。しかし、本発明の偏光光学素子では、（イ）ラインの線幅が１００ｎｍ以下と更に細線となることがあること、（ロ）低屈折率二酸化珪素材料が好ましいものとして求められること、（ハ）確実な穴埋め性能を要求されること、（二）穴埋め材料中に気泡があってはいけないこと、などの特性を求められることから、従来方法により単に二酸化珪素膜を成膜するだけではうまくいかないことがある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
そこで、本発明の好ましい方法では、製作された超微細構造に好ましい材料としての二酸化珪素を穴埋めする方法として、超微細構造中に緻密かつ、着き廻り性良く成膜するためにプラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法を用いる。本発明では、例えばアルミ二ウム金属パターンからなる帯状素子アレイの超微細構造の穴埋め材料として、低屈折率材料であること、緻密かつ着き廻り性が良いことが求められるので、二酸化珪素を使用する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
二酸化珪素からなる保護層の成膜の好ましい１つの方法は、以下の工程（Ｌ）から（Ｎ）をその順に備えた方法である。
（Ｌ）上記帯状素子アレイが形成されている上記製品基板表面に密着性向上のための水素又は酸素処理を施す工程、
（Ｍ）上記帯状素子アレイ間の領域を完全に穴埋めするまで二酸化珪素膜を成膜する工程、
（Ｎ）上記帯状素子アレイ間の領域を完全に穴埋めした後、さらに上記帯状素子アレイ高さ以上に二酸化珪素を成膜する工程。
これにより、製品基板表面及び帯状素子アレイと、二酸化珪素からなる保護層の密着性を向上させることができ、さらに帯状素子間を二酸化珪素により穴埋めすることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本発明の製造方法では、保護層を帯状素子アレイの厚みよりも厚く成膜するので製品基板表面は二酸化珪素で覆われている。しかし、保護層成膜の際に製品基板表面全てが均一の速度で成膜されるわけではないので、微視的に観察すると、表面のモホロジーは、数ｎｍ〜数十ｎｍオーダーで荒れている。この荒れを除去し、基板面の平行度を確保するためにするために、研磨工法又はＣＭＰ工法で表面平坦化の研磨加工を施すのが好ましい。